工程參數對L區煤層氣直井產量影響的定量研究

任宜偉樓宣慶段寶江王文升聶帥帥

1.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司；2.中國石油大學（北京）石油工程學院

工程參數對L區煤層氣直井產量影響的定量研究

任宜偉1樓宣慶2段寶江1王文升1聶帥帥2

1.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司；2.中國石油大學（北京）石油工程學院

引用格式：任宜偉，樓宣慶，段寶江，王文升，聶帥帥.工程參數對L區煤層氣直井產量影響的定量研究 ［J］ .石油鉆采工藝，2016，38（4）：487-493.

針對煤層氣產量影響因素以地質因素定性分析為主的現狀，提出從工程角度研究工程參數對產量影響的思路，即從鉆完井、壓裂、排采等3個工程環節出發，先用灰色關聯分析篩選出與產量關聯的參數，再用相關性分析剔除“共線”參數，最后建立產量與工程參數間的數學模型，評價各工程參數對煤層氣井產量的影響。通過分析L區49口井實際產量發現，各工程參數對產量影響程度為：降液速度▋壓裂液量▋射孔厚度▋累產水量▋關井時間▋浸泡時間▋壓裂排量▋見氣時間▋完鉆井深▋見氣套壓。結合開發效果分析認為，排采速度過快和壓裂裂縫溝通灰巖含水層是導致L區產量不理想的主要原因，與實際相符。結果表明，從工程角度分析不同工程參數對煤層氣井產量的影響程度是可行的，為煤層氣產量主控因素分析提供了一種新的研究思路。

煤層氣；直井；產量；鉆完井參數；壓裂參數；排采參數；因素分析

目前，學者們研究地質因素對煤層氣井產能影響的研究方法以統計、對比、數值模擬為主。W. R. KAISER［1］（1994）認為煤的分布和級別、含氣量、滲透率、地下水流和構造背景及其相互影響的最佳配置是決定一個盆地煤層甲烷產出的關鍵因素。馬東民等［2］（2002）認為韓城地區煤儲層壓力異常是影響煤層氣產出的主因。倪小明等［3］（2009）認為產水量相對較小地區產量主控因素為水平最小主應力和原始滲透率，產水量相對較大地區產量主控因素是原始儲層滲透率和排水速度。張培河等［4］（2010）認為沁南煤層氣井產量的主控地質因素是構造條件、煤層厚度、煤層埋深、氣含量、滲透率以及水文地質條件等。劉世奇等［5］（2013）認為樊莊煤層氣井產量差異關鍵因素是地下水動力場和滲透率。

L區位于鄂爾多斯盆地東緣晉西撓褶帶離石鼻狀構造上，山西組3號、4號和5號煤層和太原組的7號、8號、9號和10號中階煤發育。目前，主力開發煤層是山西組，煤體結構主要為原生結構，埋深200～1 050 m，厚3～10 m。儲層壓力梯度（4.57～11.20）kPa/m，滲透率0.02～16.4 mD，解吸壓力1.01～2.57 MPa，含氣飽和度47.94%～94.47%，是典型的中階煤巖煤層氣儲層。

目前，L區產量主控因素研究尚處于地質因素的定性分析階段。袁鼎等［6］（1999）研究了L區鼻狀構造曲率特征及其與煤層氣的關系，認為構造范圍內的兩組正交裂縫為煤層氣貯存、產出、運移提供有效通道；湯達禎等［7］（2000）發現二次生烴作用的強烈程度制約著鄂爾多斯盆地東緣煤層氣的富集；Su Xianbo等［8］（2003）認為L區異常地層壓力影響著地區含水層的縱向分布。任光軍等［9］（2008）認為太原組煤層頂板灰巖和山西組煤層頂板砂巖兩套含水層直接影響了水的產出量；許浩等［10］（2012）則認為產水量的高低與巖層中裂隙的發育程度有直接關系。學者們研究角度不同，結論也有所差異。

事實上，由于地層壓力、埋深、厚度等地質因素不可控且難以精確測量，同時水動力條件、構造等地質因素難以定量表征，因此，統計、對比等定性或半定量分析方法人為干擾大，往往得不到較為準確的統計規律；數值模擬法因結合實際生產數據不緊密，結論與實際有所差距，達不到工程要求。

筆者認為，工程方案的實施是以地質為基礎的，所設定工程參數隱含大量地質信息，工程參數可控且能精確定量表征。因此，可從工程角度全面分析工程參數對產量的影響，以指導工程優化，達到提高氣井產量的目的。為此，從工程角度出發，結合因素分析方法，定量分析工程參數對煤層氣產量的影響程度。即從鉆完井、壓裂、排采等工程環節出發，先用灰色關聯分析篩選出與產量相關聯的工程參數，再用相關性分析剔除“共線”（即參數間存在高度相關關系）參數，最后用回歸分析建立產量與工程參數的多元模型，以各參數回歸系數為多因素“耦合”（即鉆完井、壓裂、排采中的參數對產量協同影響）下的產量影響因子，定量評價工程參數對產量的影響。

1　L區煤層氣直井工程參數統計Engineering parameters of CBM vertical wells in Block L

按施工順序，結合L區工程現狀，分析鉆完井、壓裂、排采等3個工程環節工程參數。

1.1鉆完井工程參數

Well drilling and completion engineering parameters

劉愛萍等［11］（2006）認為煤層氣固井最重要是對煤儲層頂板的封隔，水泥漿密度1.20～1.60 g/cm3，返速0.5～0.8 m/s利于煤儲層保護。黃華州等［12］（2010）認為固井質量較差將導致壓裂激勵的效果減小或造成儲層塌陷，導致單井產量為0。李相臣等［13］（2014）認為煤巖對鉆井完井液的自吸能力強且吸附滯留嚴重，導致氣相返排率偏低，造成煤層滲透率下降。劉世奇等［14］（2016）認為較高的鉆井液和固井水泥漿密度、較高的鉆井液黏度，以及較大的固井水泥漿與頂替液用量，均易造成儲層孔、裂隙中固相介質積累，導致滲透率降低，不利于煤層氣產出。因此，鉆完井環節影響煤層氣直井產量主要受控于2個方面：一是鉆井液對煤儲層傷害；二是固井質量影響后期改造，影響煤層氣井產量。

L區煤層氣開發以直井為主，一開?311.15 mm鉆頭鉆進，二開?215.9 mm鉆頭鉆進，套管射孔完井，完井井深700～900 m。煤層采用清水鉆井液鉆進，密度1.01～1.08 g/cm3，黏度20～35 s。區內煤層清水鉆進漏失、垮塌現象非常嚴重，煤層受鉆井液浸泡時間長，可能產生了較為嚴重的儲層傷害。

L區煤層氣直井固井工程中，表層套管規格為?244.50 mm，壁厚8.94 mm，鋼級J55；生產套管一般規格為?139.7 mm，壁厚7.72 mm，鋼級J55。受區內煤層氣井井深和井徑擴大率不等的影響，L區二開固井水泥漿用量主要分布在10～ 20 m3，頂替液量5～15 m3，且二開井段固井質量中等～優不等，固井水泥漿和頂替液可能影響了煤層氣產出。

針對L區煤層氣鉆完井工程現狀，最終選擇完井井深、射孔厚度、鉆井液密度、鉆井液黏度、煤層受鉆井液浸泡時間、二開固井水泥漿用量和二開固井頂替液量7個參數為鉆完井工程參數。

1.2壓裂工程參數

Fracturing engineering parameters

陳振宏等［15］（2009）認為樊莊煤層氣單井產量高低受控于壓裂施工時的加砂量、用液量、變排量施工工藝等。張義等［16］（2010）認為鉆完井及水力壓裂過程中儲層污染等影響煤層氣井產量。郭盛強［17］（2013）認為壓裂壓穿上下砂巖或灰巖含水層是成莊煤層氣井產水量大、產氣量低的主要原因。高波等［18］（2015）認為壓裂液吸附滯留煤巖孔徑中，致使煤巖氣藏滲流性能下降，最終降低煤層氣單井產量。

L區主要采用活性水壓裂液，支撐劑為0.425～0.85 mm和0.85～1.18 mm石英砂。區內煤層氣井日產水0.2～150 m3/d，認為壓裂裂縫可能溝通了太原組煤層頂板灰巖含水層或山西組煤層頂板砂巖含水層。結合具體壓裂施工資料，選擇壓裂施工中前置液量、攜砂液量、頂替液量、壓裂液量、平均砂比和壓裂排量等6個參數為壓裂工程參數。

1.3排采工程參數

Production engineering parameters

Bustin R M［19］（1998）認為峰值產量是煤層氣井最優排采制度和最合理壓力水平下的生產結果。趙群等［20］（2008）認為過快的排采制度使煤層氣井筒附近煤儲層在短時間內受到較為嚴重的傷害，阻礙煤儲層降壓漏斗的擴展。L區半數以上煤層氣井峰值產量不到1 000 m3，見氣到峰值時間在10 d以內，之后迅速衰竭，煤層表現出明顯的應力敏感。饒孟余等［21］（2010）認為非連續性排采致使煤粉在近井地帶堆積，干擾了煤層氣的正常生產。曹立虎等［22］（2012） 認為煤粉遷移會堵塞裂縫系統。L區部分煤層氣井煤粉產出量大，多次停井，致使氣井難以上產。

排采參數為：產氣量、排水量、井口套壓、液面深度、壓力、氣溫、水溫、油嘴直徑等。其中，直接反映產氣情況的參數是產氣量，而影響產氣量的參數主要是排水量、動液面深度和井口套壓。曹立剛等［23］（2000）指出套壓和液面深度是指數正相關關系，產水量和產氣量呈正相關關系。陳兆山等［24］（2003）指出產氣量與井底壓力呈對數關系。楊秀春等［25］（2008）則認為套壓和動液面深度呈正相關關系。可見，排采參數之間有聯系，且不同學者觀點并不完全一致。但是，通過分析各排采參數與產量之間的關系，可以指出排采制度存在的問題。

這里定義見氣時間為井口開始有套壓時對應的排采天數，對應的套壓值即為見氣套壓；降液速度為動液面平均日降低量；排水速度為見氣前平均日產水量。結合實際排采數據，這里選擇見氣時間、見氣套壓、降液速度、累產水量、排水速度、關井時間、關井次數7個參數為排采工程參數。

2　工程參數篩選Screening of engineering parameters

通過前文研究，鉆完井、壓裂、排采中工程參數有20個，這些參數并非全部與產量相關聯。先用灰色關聯度分析方法篩選出與產量關聯的參數，再用相關性分析剔除“共線”參數，從而確立與產量相關聯的獨立工程參數。

2.1灰色關聯度分析

Grey relevance analysis

灰色關聯度分析方法，即根據因素之間發展態勢的相似或相異程度來衡量因素間關聯的程度。它揭示了事物動態關聯的特征與程度，可以定量評價2個變量間非線性相關性大小。主要計算步驟如下。

（1）確定母序列和子序列及其參數。根據研究目的選取平均日產氣量作為母序列X0（k），完井井深、射孔厚度等20個工程參數作為子序列Xi（k）。其中，i=1，2，…，20；k=1，2，…，49。

（2）數值預處理。即對所選取序列的原始數據進行標準化、正規化、均值化或其他方法處理。

（3）計算序列之間的關聯系數εi（k）。

其中

式中，εi（k）為曲線Xi與曲線X0在第k點的關聯系數；ρ為分辨系數，是0～1之間的任意值，一般取0.5；Δi（k）為曲線Xi與曲線X0在第k點的絕對值；Δimin為兩級最小差，Δimax為最大差。

（4）計算各序列之間的關聯度γi。

如果關聯度系數γi≥ 0.5，關聯度高；0.3≤γi＜0.5，有關聯；γi＜0.3，無關聯。

將統計的49口井20個參數具體數值按照以上4個步驟進行計算，得到平均日產氣量與20個工程參數的灰色關聯度系數，其分布和關聯程度如圖1所示，可以看出，與平均日產氣量關聯度高的參數為射孔厚度、攜砂液量、壓裂液量、降液速度和累產水量5個參數；與平均日產氣產量關聯度中等的為完井井深、浸泡時間、壓裂排量、見氣時間、見氣套壓、排水速度、關井時間和關井次數8個參數；鉆井液密度、鉆井液黏度、固井水泥漿用量、固井頂替液量、平均砂比、壓裂頂替液量和前置液量7個參數與平均日氣產量關聯度低，剔除這7個參數。

2.2Pearson相關性分析

Pearson correlation analysis

灰色關聯分析得到了與產量關聯的工程參數13個。但是，13個工程參數之間可能存在線性相關關系，稱之為“共線”因素，共線因素可能導致后期分析模型估計失真或難以估計準確。Pearson相關性分析可以定量衡量變量之間的線性相關性大小。因此，可用Pearson相關分析剔除“共線”因素，得到與產量獨立且關聯的工程因素。Pearson相關性分析主要是利用X和Y的2個樣本數值進行相關系數計算，計算公式為

如果相關性系數r≥0.8，相關性高；0.6≤r＜0.8，相關性中等；r＜0.6，相關性低。

將49口井的13個工程參數數據代入相關系數計算公式，13個參數之間兩兩進行相關分析，認為相關程度中等～高為“共線”因素。篩選出相關性系數大于0.6的因素及其之間相關系數，見表1。

表1　工程參數相關性分析結果Tabel 1 Correlation analysis of engineering parameters

從表1可以看出，線性相關因素共有3對，分別為壓裂液量與攜砂液量、排水速度與累產水量、關井時間與關井次數。這里選取與產量關聯度較高的壓裂液量、累產水量和關井時間作為影響因素。

因此，最終確定的工程參數為完井井深、射孔厚度、浸泡時間、壓裂液量、壓裂排量、見氣時間、見氣套壓、累產水量、降液速度和關井時間。

3　主控工程因素分析Analysis on main control engineering factors

為指出主控因素，需建立產量與工程參數間的數學關系，評價各因素對產量的影響程度。考慮多元回歸分析方法相對于神經網絡、支持向量機等方法具有操作簡單、關系明確的優點，選擇多元回歸方法建立完井井深、壓裂液量等10個工程參數與平均日產氣量的關系模型。通過分析回歸方程中各參數系數的大小，找出L區產量主控工程因素。

將L區49口井平均日產氣量作為因變量，篩選出的10個參數作為自變量，借助SPSS軟件多元回歸功能，得到多元線性回歸方程：

式中，q為平均日產氣量，m3/d；D為完井井深，m；h為射孔厚度，m；t1為煤層浸泡時間，d；V為壓裂液量，m3；Q為壓裂液排量，m3/min；t2為見氣時間，d；ps為見氣套壓，MPa；v為降液速度，m/d；Qw為累產水量，m3；t3為關井時間，d。

擬合相關系數0.76，擬合程度較好。為直觀分析10個參數對平均日產氣量的影響程度，以10個參數回歸系數為y軸，對應參數名稱為x軸作柱狀圖，10個參數對平均日產氣量影響程度分布如圖2所示。

圖2　各因素對煤層氣日產氣量影響大小分布Fig.2 Effect of all parameters on daily CBM production rate

從圖2可以看出，工程參數與平均日產氣量有的呈正相關，有的呈負相關。按回歸系數絕對值大小排序，10個工程參數對平均日產氣量影響程度，降液速度（-1.072）＞壓裂液量（-0.927）＞射孔厚度（0.849）＞累產水量（-0.766）＞關井時間（-0.613）＞浸泡時間（-0.457）＞壓裂排量（0.429）＞見氣時間（-0.441）＞完鉆井深（-0.218）＞見氣套壓（-0.174）。

（1）鉆完井參數：完井中射孔厚度對氣井產量影響最大，且呈正相關。射孔厚度在一定程度上表征了煤儲層厚度，厚度越大，氣井產量越高。其次是鉆井液浸泡時間，呈負相關。鉆井液浸泡時間越長，儲層傷害程度越大，氣井產量越低。最后是完鉆井深，呈負相關。完鉆井深在一定程度上表征了煤層埋深，埋深越深，產量越低。

（2）壓裂參數：壓裂中壓裂液量對氣井產量影響最大，呈負相關，說明L區壓裂可能溝通了含水灰巖或砂巖層。其次為壓裂排量，呈負相關，說明L區壓裂排量過高，裂縫縱向延伸溝通了含水層。低產氣高產水井具有見氣時間長、累產水量大特點。回歸方程中見氣時間和累產水量與產量呈負相關，印證了L區部分井壓裂規模過大溝通含水層的現狀。

（3）排采參數：排采中降液速度對氣井產量影響最大，也是L區產量主控因素，呈負相關。說明L區排采速度過快，會降低產氣量。其次為關井時間，呈負相關，說明L區長時間關井會降低氣井產量。

作為中階煤煤層氣代表，L區直井產量相對于沁水高階煤層氣具有“產水量大、產量遞減快”的特點。這主要是由2方面造成的：一是L區太原組煤層頂板灰巖和山西組煤層頂板砂巖兩套含水層發育，壓裂中未合理控制裂縫形態，裂縫與含水層溝通，致使氣井產水量偏大，影響煤層氣解吸；二是L區氣井排采速度過快，煤層發生應力敏感，產量遞減迅速。

因此，排采速度和壓裂液量是L區產量主控因素。建議L區優先開發埋深較淺的山西組厚煤層，鉆井中使用防塌防漏儲層保護鉆完井液［26］；壓裂中采用低排量、低壓裂液量壓裂模式［27］，使裂縫橫向拓展，以防止裂縫縱向延伸溝通含水層；使用清潔壓裂液［28］，控制壓裂液對儲層的傷害程度；排采中進一步降低排采速度，保證排采的連續性，建議使用智能定量化排采技術［29］，同時修井時注意使用傷害較小的修井流體避免產生煤粉［30］，從而實現氣井高產。

4　結論Conclusions

（1）基于現代因素分析方法，結合煤層氣工程現狀，從工程角度分析不同作業環節、不同工程參數對煤層氣井產量的影響程度是可行的，為煤層氣產量主控因素分析提供了一種新的分析思路或方法。

（2）排采速度和壓裂規模是L區產量的主控工程因素。采用儲層保護鉆完井液，低排量、低壓裂液量壓裂模式，降低排采速度利于實現氣井高產。

（3）煤層氣產量影響因素具有多元性和多層次性、線性與非線性關系共存的特點，建議進一步引入因子分析、聚類分析等數學方法，形成一套更為完善的適用于煤層氣產量影響因素分析的新方法。

［1］ KAISER W R， HAMILTON D S， SCOTT A R， TYLER R J， FINLEY R J. Geological and hydrological controls on the producibility of coalbed methane［J］. Journal of the Geological society， 1994， 151（3）: 417-420.

［2］ 馬東民，殷屈娟. 影響韓城地區煤層氣產出的主要因素［J］. 西安科技學院學報，2002，22（2）：162-165. MA Dongmin， YIN Qujuan. The main factors that affect the production of coalbed methane in Hancheng［J］. Journal of Xi'an University of Science and Technology，2002， 22（2）: 162-165.

［3］ 倪小明，蘇現波，王慶偉，李金海.恩村井田煤層氣垂直井產能地質主控因素分析［J］.煤礦安全，2009， 40（7）：79-82. NI Xiaoming， SU Xianbo， WANG Qingwei， LI Jinhai. Analysis geological controlling factors of vertical wells inEncun Coal field［J］. Safety of Coal Mine， 2009， 40（7）: 79-82.

［4］ 張培河，劉鈺輝，王正喜，劉娜娜.基于生產數據分析的沁水盆地南部煤層氣井產能控制地質因素研究［J］.天然氣地球科學，2011，22（5）：909-914. ZHANG Peihe， LIU Yuhui， WANG Zhengxi， LIU Nana. Geological factors of production control of CBM well in south Qinshui Basin［J］ . Natural Gas Geoscience， 2011，22（5）: 909-914.

［5］ 劉世奇，桑樹勛，李夢溪，劉會虎，黃華州，張杰芳，徐宏杰.樊莊區煤層氣井產能差異的關鍵地質影響因素及其控制機理［J］.煤炭學報，2013，38（2）：277-283. LIU Shiqi， SANG Shuxun， LI Mengxi， LIU Huihu，HUANG Huazhou， ZHANG Jiefang， XU Hongjie. Key geologic factors and control mechanisms of water production and gas production divergences between CBM wells in Fanzhuang Block［J］. Journal of China Coal Society， 2013， 38（2）: 277-283.

［6］ 袁鼎，單業化.山西柳林鼻狀構造曲率特征及其與煤層氣的關系［J］.中國煤田地質，1999，11（2）：28-31. YUAN Ding， SHAN Yehua.Curvature features of Liulin nose structure of Shanxi and the relationship with coalbed gas［J］ . Coal Geology of China， 1999， 11（2）: 28-31.

［7］ 湯達禎，王激流，張君峰，黃文輝.鄂爾多斯盆地東緣煤的二次生烴作用與煤層氣的富集［J］.石油實驗地質，2000，22（2）：140-145. TANG Dazhen， WANG Jiliu， ZHANG Junfeng， HUANG Wenhui. Secondary hydrocarbon generation of coal and accumulation of coalbed methane in the east margin of the Ordos Basin［J］.Experimental Petroleum Geology，2000， 22（2）: 140-145.

［8］ SU Xianbo， ZHANG Liping， ZHANG Ruilin.The abnormal pressure regime of the Pennsylvanian No.8 coalbed methane reservoir in Liulin-Wupu District，Eastern Ordos Basin， China［J］.International Journal of Coal Geology， 2003， 53（4）: 227 -239.

［9］ 任光軍，王莉，婁劍青.柳林地區水文地質特征及其對煤層氣生產井的影響［A］.煤層氣學術研討會論文集，2008：378-389. REN Guangjun， WANG Li， LOU Jianqing. Effect of hydrogeological characteristics in Liulin of CBM production wells［A］. Symposium on coal bed methane，2008: 378-389.

［10］ 許浩，湯達禎，郭本廣，孟尚志，張文忠，曲英杰，孟艷軍. 柳林地區煤層氣井排采過程中產水特征及影響因素［J］.煤炭學報，2012，37（9）：1580-1585. XU Hao， TANG Dazhen， GUO Benguang， MENG Shangzhi， ZHANG Wenzhong， QU Yingjie， MENG Yanjun. Characteristics of water yield and its influence factors during coalbed methane production in Liulin area［J］. Journal of China Coal Socirty， 2012， 37（9）: 1580-1585.

［11］ 劉愛萍，鄧金根，鮮保安. 保護煤儲層的煤層氣井固井技術［J］.石油鉆采工藝，2006，28（2）：35-39. LIU Aiping， DENG Jingen， XIAN Baoan. Cementing technology used for protecting coal reservoir［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2006， 28（2）: 35-39.

［12］ 黃華州.遠距離被保護層卸壓煤層氣地面井開發地質理論及其應用研究——以淮南礦區為例［D］. 徐州：中國礦業大學，2010. HUANG Huazhou. Study on geological theories of stress henhong relief coalbed methane drainage from the distant protected seam by vertical surface wells and application in Huainan coal mine area［D］. Xuzhou: China University of Mining and Technology， 2010.

［13］ 李相臣，康毅力，陳德飛，陳飛. 鉆井完井液對煤層氣解吸—擴散—滲流過程的影響——以寧武盆地9號煤層為例［J］.天然氣工業，2014，34（1）：86-91. LI Xiangchen， KANG Yili， CHEN Defei， CHEN fei. Effect of drilling fluids on CBM desorption， diffusion and percolation: a case study of No.9 coal seam of the Ningwu Basin［J］. Natural Gas Industry， 2014， 34（1）: 86-91.

［14］ 劉世奇，桑樹勛，李夢溪，朱啟朋，劉會虎. 鉆井/固井工藝對煤層氣直井產能的控制研究［J］. 煤炭科學技術，2016，44（5）：17-23. LIU Shiqi， SANG Shuxun， LI Mengxi， ZHU Qipeng，LIU Huihu. Study on drilling/cementing technique affected to production control of coalbed methane vertical well［J］. Coal Science and Technology， 2016，44（5）: 17-23.

［15］ 陳振宏，王一兵，楊焦生，王憲花，陳艷鵬，趙慶波. 影響煤層氣井產量的關鍵因素分析——以沁水盆地南部樊莊區為例［J］.石油學報，2009，30（3）：409-412. CHEN Zhenhong， WANG Yibing， YANG Jiaosheng，WANG Xianhua， CHEN Yanpeng， ZHAO Qingbo. Influencing factors on coal-bed methane production of single well: a case of Fanzhuang Block in the south part of Qinshui Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2009， 30（3）: 409-412.

［16］ 張義，鮮保安，孫粉錦，王一兵，鮑清英.煤層氣低產井低產原因及增產改造技術［J］.天然氣工業，2010，30 （6）：55-59. ZHANG Yi， XIAN Baoan， SUN Fenjin， WANG Yibin，BAO Qingying. Reason analysis and stimulation measures of low coalbed methane gas production wells ［J］. Natural Gas Industry， 2010， 30（6）: 55-59.

［17］ 郭盛強.成莊區煤層氣井產氣特征及控制因素研究［J］.煤炭科學技術，2013，41（12）：100-103. GUO Shengqiang. Study on coal bed methane wellproduction characteristics and control factors in Chengzhuang block ［J］. Coal Science and Technology，2013， 41（12）: 100-103.

［18］ 高波，康毅力，史斌，游利軍，張曉磊，皇凡生. 壓裂液對煤巖氣藏滲流性能的影響［J］.天然氣工業，2015，35（9）：64-69. GAO Bo， KANG Yili， SHI Bin， YOU Lijun， ZHANG Xiaolei， HUANG Fansheng. Effect of fracturing fluids on the seepage properties of coalbed gas reservoirs［J］. Natural Gas Industry， 2015， 35（9）: 64-69.

［19］ BUSTIN R M， CLARKSON C R. Geological controls on coal bed methane reservoir capacity and gas content ［J］. International Journal of Coal Geology， 1998， 38（1-2）: 3-26.

［20］ 趙群，王紅巖，李景明，劉洪林. 快速排采對低滲透煤層氣井產能傷害的機理研究［J］. 山東科技大學學報，2008，27（3）：27-31. ZHAO Qun， WANG Hongyan， LI Jingming， LIU Honglin. Study on mechanism of harm to cbm well capability in low permeability seam with quick drainage method［J］. Journal of Shandong University of Science and Technology， 2008， 27（3）: 27-31.

［21］ 饒孟余，江舒華. 煤層氣井排采技術分析［J］. 中國煤層氣，2010，7（1）：22-25. RAO Mengyu， JIANG Shuhua. Analysis on drainage techniques of coal bed methane well ［J］. China Coal Bed Methane， 2010， 7（1）: 22-25.

［22］ 曹立虎，張遂安，石惠寧，白建梅，王歡，朱偉. 沁水盆地煤層氣水平井井筒煤粉遷移及控制［J］.石油鉆采工藝，2012，34（4）：93-95. CAO Lihu， ZHANG Suian， SHI Huining， BAI Jianmei，WANG Huan， ZHU Wei. Coal dust migration and treatment forcoalbed methane horizontal wells in Qinshui Basin［J］. Oil Drilling & Production Technology，2012， 34（4）: 93-95.

［23］ 曹立剛，郭海林，顧謙隆.煤層氣井排采過程中各排采參數間關系的探討［J］.中國煤田地質，2000，12（1）：31-35. CAO Ligang， GUO Haifeng， GU Qianlong. Discussion on the relationship between the parameters of the drainage and mining in the process of CBM well drainage ［J］. Coal Geology of China， 2000， 12（1）: 31-35.

［24］ 陳兆山，路愛平.煤層氣小井網排采試驗中各參數間關系的研究［J］.中國煤田地質，2003，15（2）：23-25，64. CHEN Zhaoshan， LU Aiping. Study the relationship between the parameters in the test of CBM well net［J］. Coal Geology of China， 2003， 15（2）: 23-25， 64.

［25］ 楊秀春，李明宅. 煤層氣排采動態參數及其相互關系［J］. 煤田地質與勘探，2008，36（2）：19-23. YANG Xiuchun， LI Mingzhai. Dynamic parameters of CBM well drainage and relationship among them［J］. Coal Geology & Exploration， 2008， 36（2）: 19-23.

［26］ 鄭力會，陳必武，張崢，湯繼丹，孫昊. 煤層氣絨囊鉆井流體防塌機理［J］. 天然氣工業，2016，36（2）：72-77. ZHENG Lihui， CHEN Biwu， ZHANG Zheng， TANG Jidan， SUN Hao. Anti-collapse mechanism of the CBM fuzzy-ball drillingfluid［J］.Natural Gas Industry， 2016，36（2）: 72-77.

［27］ 王杏尊，劉文旗，孫延罡，馬躍進. 煤層氣井壓裂技術的現場應用［J］.石油鉆采工藝，2001，23（2）：58-61. WANG Xingzun， LIU Wenqi， SUN Yangang， MA Yuejin. Field testing of fracturing technology in coal formed gas well［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2001，23（2）: 58-61.

［28］ 文守成，周默，汪偉英，王佰漫. 低溫煤層氣清潔壓裂液研制及性能評價［J］. 鉆井液與完井液，2014，31（4）：79-81. WEN Shoucheng， ZHOU Mo， WANG Weiying， WANG Baiman. Development and evaluation of clear fracturing fluid for low temperature coalbed methane formation ［J］. Drilling Fluid and Completion Fluid， 2014， 31（4）: 79-81.

［29］ 石惠寧，馬成宇，梅永貴，劉栓樁，王勝利，周帥. 樊莊高煤階煤層氣井智能排采技術研究及應用［J］.石油鉆采工藝，2010，32（4）：107-111. SHI Huining， MA Chengyu， MEI Yonggui， LIU Shuanzhuang， WANG Shengli， ZHOU Shuai. Research and application of intelligent recovery technology for Fanzhuang high rank CBM wells［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2010， 32（4）: 107-111.

［30］ 王金鳳，鄭力會，張耀剛，鄧金根，張儒鑫.天然氣井的絨囊流體活塞修井技術［J］.天然氣工業，2015，35（12）：53-57. WANG Jinfeng， ZHENG Lihui， ZHANG Yaogang，DENG Jingen， ZHANG Ruxin. Fuzzy-ball fluid piston workover technology for natural gas wells［J］. Natural Gas Industry， 2015， 35（12）: 53-57.

（修改稿收到日期 2016-06-02）

〔編輯 朱 偉〕

Quantitative analysis on the effect of engineering paramters on production rate of CBM vertical well in Block L

REN Yiwei1， LOU Xuanqing2， DUAN Baojiang1， WANG Wensheng1， NIE Shuaishuai2
1. CNOOC EnerTech-Drilling & Production Co.， Tianjin 300450， China；2. College of Petroleum Engineering， China University of Petroleum （Beijing）， Beijing 102249， China

At present， qualitative analysis on geologic factors is the dominant way to study the influential factors of coalbed methane （CBM） production rate. In this paper， it was proposed to analyze the effect of engineering parameters on production rate from the viewpoint of engineering. Firstly， the parameters related to production rate are screened out by means of grey correlative analysis based on three engineering sectors （i.e. well drilling and completion， fracturing and production）. Secondly， the collinear parameters are deleted by means of correlation analysis. And finally， the mathematical model is established for the relation between production rate and engineering parameters， so as to evaluate the effect of engineering parameters on CBM well production rate. The real production rate of 49 wells in Block L was investigated. According to the effect on production rate， the engineering parameters rank in a descending order of liquid reduction rate， fracturing fluid volume， perforation thickness， cumulative water production， shut-in time， soak time， fracturing displacement， gas breakthrough time， total depth， and gas breakthrough casing pressure. The development results were analyzed， and it is shown that the unsatisfying production rate in Block L is mainly caused by high production rate and limestone aquifers connected by induced fractures， which is in accordance with the real situations. As concluded， it is feasible to analyze the effect of engineeringparameters on production rate from the viewpoint of engineering， and it provides a new approach for analyzing the main control factors of CBM production rate.

coalbed methane （CBM）； vertical well； production rate； drilling and completion parameter； fracturing parameter； production parameter； factor analysis

TE37

A

1000 - 7393（ 2016 ） 04- 0487- 07

10.13639/j.odpt.2016.04.016

REN Yiwei， LOU Xuanqing， DUAN Baojiang， WANG Wensheng， NIE Shuaishuai. Quantitative analysis on the effect of engineering paramters on production rate of CBM vertical well in Block L［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2016， 38（4）: 487-493.

國家科技重大專項“‘三氣’合采鉆完井技術與儲層保護”（編號：2016ZX05066002-001）。

任宜偉（1980-），2005年畢業于中國石油大學（華東）油氣田開發工程專業，現從事油氣田開發及管理工作，工程師。通訊地址：（300450）天津市濱海新區渤海石油路688號。電話：022-66907041。E-mail： renyw@cnooc.com.cn